Übungen zur Vorlesung Anorganische und Allgemeine Chemie für

Übungen zur Vorlesung Anorganische und Allgemeine Chemie
für BEd-Studierende im Sommersemester 2013
Übungsblatt 5 (12 Aufgaben)
1) Die Schrödingergleichung kann nur exakt für ein Zweikörperproblem, d.h. nur für
wasserstoffähnliche Systeme gelöst werden. Für welche der folgenden Spezies trifft dies zu:
a) H b) He c) He+ d) Li+ e) Li2+
2) Skizzieren Sie die Form und Gestalt (winkelabhängiger Teil) von s, p- und d-Orbitalen des
Wasserstoffatoms. Zeichnen Sie jeweils das Vorzeichen der Wellenfunktion mit ein.
3) Zeichnen Sie jeweils in ein Schaubild ein und vergleichen Sie:
a) 4 r2R(r)2 für ein 1s-, 2s- und 3s-Orbital des Wasserstoffatoms.
b) 4 r2R(r)2 für ein 3s-, 3p- und 3d-Orbital des Wasserstoffatoms.
4) Wie viele Elektronen können in einem Atom gleichzeitig die folgenden Quantenzahlen haben?
a) n = 5, l = 3 b) n = 4, l = 1, ml = 1 c) n = 2, ms = 1/2 d) n = 4, l = 3, ml = 3.
5) Erläutern Sie folgende Begriffe: a) Aufbauprinzip b) Pauli-Prinzip c) Hundsche Regel
6) Geben Sie unter Berücksichtigung der entsprechenden Edelgasschalen die verkürzten
Elektronenkonfigurationen für den Grundzustand der folgenden Atome/Ionen an:
a) Cs b) Ni c) Ni2+ d) Se e) Cd f) Pb g) Cr h) Cu i) Cu+ j) Cu2+
7) Geben Sie jeweils die Elemente an die zu den folgenden Elementgruppen gehören:
Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Erdmetalle, Tetrele, Pnikogene, Chalkogene, Halbmetalle,
Münzmetalle, Refraktärmetalle, Platinmetalle, Lanthanoide, Seltenerdmetalle, Übergangsmetalle, s- und
p-Block-Elemente, d-Block-Elemente, f-Block-Elemente.
8) Um sich die Stellung der chemischen Elemente im Periodensystem einzuprägen, können
entsprechende Merksätze und Eselsbrücken hilfreich sein (z.B. Otto Sucht Seinen Teller Pommes)
Informieren Sie sich im Internet oder überlegen Sie sich eigene Sprüche.
9) Geben Sie für jede der folgenden Behauptungen eine Erklärung
a) Cl ist größer als Cl
b) S ist größer als O
c) K+ ist größer als Ca2+
10) Ordnen Sie jeden der folgenden Sätze von Atomen oder Ionen nach zunehmender Größe:
a) Se , Te , Se
b) Fe, Fe2+, Fe3+
c) Ca, Ti4+, Sc3+
d) Ne, Be2+, Na+
11) Wegen ihrer nahezu identischen Ionenradien zeigen Zirkonium und Hafnium in ihren Verbindungen
ein sehr ähnliches chemisches Verhalten und sind deshalb schwer voneinander zu trennen. Erklären Sie
den folgenden Verlauf der Ionenradien: Ti4+ (69 pm) < Hf4+ (84 pm) < Zr4+ (87 pm)
12) Festes Natriumchlorid kann bei sehr hohen Temperaturen verdampft werden. In der Gasphase liegen
dann überwiegend NaCl-Moleküle vor, die einen Na-Cl-Abstand von 236 pm besitzen. Erklären Sie,
warum der Na Cl-Abstand in festem Natriumchlorid mit 281 pm deutlich länger ist.